石墨烯环中的 Aharonov-Bohm 效应与谷简并破缺

我们从理论上分析了由石墨烯制成的 Aharonov-Bohm 环的电子性质。我们表明，环约束和外加磁通量的联合效应提供了一种可控的方式来解除源自两个谷的轨道简并，即使在没有谷间散射的情况下也是如此。该现象对环绕闭合石墨烯环的持续电流以及环的电导具有可观测的后果。我们明确地通过解析方法证实了这一预测，模型为一个具有光滑边界的圆环，其在 Dirac 方程中由空间依赖的质量项建模。该模型描述了具有零或弱谷间散射的环，使得谷同位旋是一个好量子数。通过磁通量可调地打破谷简并，允许对谷同位旋进行受控操纵。我们将我们的解析模型与另一种具有强谷间散射的环类型进行了比较。对于后一种情况，我们以数值方式研究了一个具有晶格终止锯齿形边缘的六边形环。我们发现，对于六边形环，轨道简并仍然可以通过磁通量进行控制，类似于具有质量约束的环。